Comfort nei mezzi di trasporto - analisi delle vibrazioni

Capitolo  2   Comfort
 
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2   Comfort 
Può essere assunto che il comfort negli autoveicoli faccia parte di un 
concetto più generale di comfort. 
La complessità del concetto di comfort si riflette nelle sue numerose 
applicazioni quotidiane per esempio, si parla nello stesso modo di una 
macchina confortevole, una sedia o un’abitazione. 
Metzger (1994) ha condotto uno studio per analizzare il significato del 
concetto di comfort nell'ambito domestico e nel posto di lavoro. Da 
questo studio è stato messo in luce che il comfort descrive la qualità che 
le persone attribuiscono a specifici oggetti o situazioni. 
I risultati hanno mostrato che il comfort è prima di tutto associato con la 
facilità, il rilassamento, la convenienza e il benessere, mentre molto 
raramente è associato con la sicurezza, la familiarità, il lusso, l’eleganza 
o lo stile. 
Metzger (1994) ha concluso che il significato di comfort non è 
principalmente dipendente dalle risorse materiali ma piuttosto è 
determinato da necessità e benefici soggettivi. 
Questi risultati implicano che più facilmente si ottiene una situazione di 
comfort a casa piuttosto che sul luogo di lavoro. 
Secondo un approccio ergonomico, le definizioni di comfort spesso 
enfatizzano un concetto multi-dimensionale che è influenzato da diversi 
fattori e non rappresenta puramente l’opposto di discomfort. 
In questo senso Pineau C. (1982) ha definito il comfort come qualunque 
cosa che contribuisca al benessere e alla convenienza degli aspetti 
materiali della vita. 
Il significato di comfort differisce a seconda dell’oggetto o della 
situazione a cui è applicato, ma tutti i significati conducono all’idea del 
benessere soggettivo. Pineau aggiunge che il comfort non può essere 
valutato dall’uso di un criterio puramente materialistico ma dovrebbe 
essere analizzato psicologicamente. 
Slater (1985) ha proposto una definizione di comfort come piacevole 
stato di fisiologica, psicologica e fisica armonia tra l’essere umano e 
l’ambiente. 
Capitolo  2   Comfort
 
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Il comfort fisiologico è legato all’abilità del corpo di funzionare 
correttamente; gli aspetti fisiologici del comfort possono essere 
identificati in tutte le parti del corpo e, virtualmente, tutti i suoi 
meccanismi sono esclusivamente involontari. 
Il comfort psicologico è legato all'abilità della mente di mantenersi in 
uno stato di pace. Alcuni fattori importanti del comfort psicologico sono 
una positiva immagine di se stessi e relazioni appaganti tra un individuo 
e gli altri che lo circondano. 
Il comfort percepito da una persona all’interno di un veicolo è 
determinato da numerosi fattori, intercorrelati fra loro; i principali sono: 
• Vibrazioni 
• Ambiente luminoso 
• Suono 
• Ambiente termico 
• Qualità dell’aria 
• Fattori ergonomici 
In questo lavoro verranno trattati solo gli aspetti riguardanti le 
vibrazioni che, come verrà descritto successivamente, non solo 
degradano la condizione di comfort ma possono arrecare danni alla 
salute. 
 
 
 
 
Capitolo  3   Le vibrazioni e i loro effetti sull’uomo
 
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3   Le vibrazioni e i loro effetti sull’uomo 
Si definiscono vibrazioni i processi dinamici indotti in corpi elastici da 
sollecitazioni aventi carattere ripetitivo nel tempo; esse sono 
rappresentate da un'onda sinusoidale, caratterizzata, come tutti i 
fenomeni dello stesso tipo, dalla frequenza e dall'ampiezza 
dell'oscillazione. 
La frequenza viene espressa come numero di oscillazione al secondo o 
Hertz [Hz]; l'ampiezza rappresenta lo spostamento massimo dalla 
posizione di equilibrio e viene espressa come spostamento [m], velocità 
[m/s], o accelerazione [m/s
2
]. La grandezza fisica più chiaramente 
percepita dal corpo umano è l'accelerazione, ovvero la variazione della 
velocità con cui si verifica lo spostamento massimo dalla posizione di 
equilibrio di singoli punti dei corpi vibranti nell'unità di tempo. 
In generale, salvo la comparsa di fenomeni di risonanza, la trasmissione 
delle vibrazioni è soggetta a una attenuazione, che è in funzione della 
natura del mezzo all’interno del quale le onde si propagano. 
I movimenti vibrazionali possono essere puramente angolari 
(rotazionali), puramente lineari (di traslazione) o, come più 
frequentemente accade, movimenti complessi nei quali intervengono sia 
rotazioni che traslazioni. 
3.1   Intensità delle vibrazioni 
La norma ISO/DIS 1683 (1983) prevede una scala logaritmica per 
l'intensità delle vibrazioni; il valore di riferimento per l’accelerazione è 
di 10
-6
 m/s
2
. 
Il livello di accelerazione 
a
L (in dB) sarà espresso quindi dalla formula: 
[]dB
a
a
L
a
0
10
log20=  
Con questo valore di riferimento un’accelerazione di 1 m/s
2
 corrisponde 
a 120 dB, mentre a un’accelerazione di 10 m/s
2
 corrisponde a 140 dB. 
Il campo di intensità che interessano le vibrazioni del corpo umano è 
relativamente piccolo: il rapporto tra la soglia di percezione e la soglia 
del dolore è circa 1:1000. 
Capitolo  3   Le vibrazioni e i loro effetti sull’uomo
 
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Un'intensità di 0,1 m/s
2
 può essere facilmente percepita dal nostro corpo, 
un’intensità di 1 m/s
2
 è considerata come non confortevole mentre 
un’intensità di 10 m/s
2
 è considerata pericolosa. 
Capitolo  3   Le vibrazioni e i loro effetti sull’uomo
 
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3.2   Risposta del corpo umano alle vibrazioni 
Il corpo umano è molto sensibile a diversi tipi di movimento, e quasi 
tutti i tipi di ambienti possono produrre vibrazioni. La natura delle 
vibrazioni, le caratteristiche della persona esposta e gli effetti delle 
vibrazioni possono variare molto da un ambiente a un altro. Questi 
ultimi tre campi di variabilità contribuiscono al modello causa-effetto 
della risposta umana alle vibrazioni. 
 
 
 
Esiste un campo praticamente illimitato di altre variabili e fattori esterni 
che possono influenzare, e a volte determinare, la accettabilità delle 
vibrazioni; per esempio le vibrazioni in un veicolo possono diventare 
inaccettabili perché la persona è diventata cosciente di un'altra 
alternativa migliore, o semplicemente perché altri elementi di fastidio 
sono stati migliorati (per esempio rumore, ventilazione ecc.). 
L'esistenza del feedback nel modello causa-effetto introduce altre 
complicazioni: una persona può percepire e avvertire effetti dalle 
vibrazioni e questo può influenzare la sua scelta di ambiente; gli autisti 
possono alterare le vibrazioni riducendo la velocità del veicolo sul quale 
stanno viaggiando; in alternativa gli effetti possono essere migliorati da 
un cambiamento di postura. In questo senso il comfort dovuto alle 
FATTORI ESTERNI: 
Criteri 
Obiettivi 
Alternative 
AMBIENTE:
Strada 
Fuoristrada
Ferrovia 
Edifici 
CAUSE: 
Vibrazioni 
Rumore 
Stimoli visivi
PERSONA:
Variabili 
individuali 
EFFETTI: 
Soggettivi 
Attività 
Salute 
Biodinamici
Capitolo  3   Le vibrazioni e i loro effetti sull’uomo
 
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vibrazioni presenta alcuni aspetti che possono essere definiti con 
l’aggettivo “adattativo”, inteso come la graduale diminuzione delle 
risposte del corpo umano a ripetuti stimoli ambientali. 
3.3   Le variabili che influenzano la risposta del corpo 
umano 
Si può considerare che la risposta umana alle vibrazioni sul corpo intero 
coinvolga cinque effetti separati: 
• Degrado del comfort 
• Interferenza con altre attività 
• Danni alla salute 
• Percezione di vibrazioni a bassa intensità 
• Cinetosi o mal di movimento 
 
Le conseguenze all'esposizione a vibrazioni non sono semplici: la 
percezione del moto, le sensazioni che produce, e le interferenze con la 
salute sono fenomeni complessi. Alcuni dei meccanismi implicati nei 
vari effetti sono sufficientemente conosciuti da poter giungere a precise 
conclusioni. 
La sensazione di comfort percepita da un passeggero è influenzata da 
una larga varietà di parametri oggettivi (fisici) e soggettivi (psicologici). 
Michael J. Griffin ha definito le variabili che influenzano la risposta del 
corpo umano alle vibrazioni, distinguendo tra variabili estrinseche e 
intrinseche. 
Capitolo  3   Le vibrazioni e i loro effetti sull’uomo
 
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Variabili estrinseche Variabili intrinseche 
Variabili vibrazionali: 
• Intensità delle vibrazioni, e 
combinazione delle varie 
intensità 
• Frequenza delle vibrazioni, e 
combinazione delle varie 
frequenze 
• Direzione delle vibrazioni, e 
combinazione delle varie 
direzioni 
• Posizione di ingresso delle 
vibrazioni 
• Durata delle vibrazioni, e 
combinazione delle varie durate 
• Modalità di trasmissione: le 
vibrazioni possono investire nel 
corpo umano nella sua totalità 
(per esempio stando seduti su un 
sedile che vibra oppure stando in 
piedi su un pavimento che vibra) 
oppure essere localizzate a parti 
di esso (sistema mano-braccio per 
l'utilizzo di utensili vibranti) 
 
Altre variabili: 
• Altri fattori di stress quali 
rumore, temperatura ecc. 
• Sedile 
• Postura del corpo 
• Posizione del corpo 
• Orientamento del corpo (seduto, 
in piedi o disteso) 
• Peso e altezza del corpo 
• Caratteristiche meccaniche del 
corpo umano: frequenza 
caratteristica dei singoli organi 
(con i relativi fenomeni di 
risonanza) e caratteristiche di 
smorzamento 
• Età 
• Sesso 
• Esperienza, aspettative, attitudine 
e personalità 
 
Come si può facilmente constatare esistono fattori che influenzano la 
risposta soggettiva che non possono essere facilmente incorporati 
all’interno delle misurazioni fisiche dei movimenti del veicolo.